尖峰顶1号专项施工方案.docx
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尖峰顶1号专项施工方案
广西壮族自治区梧州至柳州高速公路
№A01-2标尖峰顶1号隧道专项施工方案
编制:
审核:
审批:
中交第一公路工程局有限公司
2014年1月
编制原则
1严格按照工期、安全、质量等目标编制隧道施工方案。
2在编制隧道施工方案时,认真阅读核对图纸、设计文件资料,掌握现场情况,严格按图纸和设计文件编制施工方案,满足设计标准和要求。
3“安全第一、预防为主”的原则。
严格按照公路施工安全操作规程,从制度、管理、方案、资源方面编制切实可行的施工方案和措施,确保施工安全。
4节约资源和可持续发展的原则。
5合理安排施工顺序,资源优化。
6积极采用、鼓励研发旨在提高工程技术和施工装备水平、保证施工安全和工程质量、加快施工进度、降低工程成本的新技术、新材料、新工艺、新设备。
7施工生产与环境保护同步规划,同步建设,同步发展原则。
8确保质量、环境与职业健康安全综合管理体系在工程施工中自始至终得到有效运行。
9必须满足建设工期和工程质量标准,符合施工安全、环境保护、水土保持和地质灾害防治要求。
一、工程概况
1.1工程设计概况
1.1.1地理位置
本工程项目为梧州至柳州高速公路,尖峰顶一号隧道起点位于苍梧县水脑,终点位于苍梧县会龙村。
1.1.2工程概况
本段工程项目为尖峰顶一号隧道,右线起讫里程为:
K29+561~K30+805,全长1244米,为长隧道,起点设计高程237.08米,终点设计高程222.85米,隧道最大埋深173.37米;左线起讫里程为:
ZK29+535~ZK30+763,全长1228米,为长隧道,起点设计高程237.08,终点设计高程222.85米,隧道最大埋深173.37米。
隧道左右线设计线间距约为30m。
1.1.3工程设计简介
1)主要技术设计标准
公路等级双向四车道高速公路设计行车速度100km/h
隧道净宽净-10.75米
隧道净高净-5.0米隧道路面水泥砼路面(进出口各300m复合式路面))
2)路线平纵断面设计概况
本段右线平面路线K29+561~K29+659.937位于圆曲线上、K29+659.937~K29+835.937位于缓和曲线上、K29+835.937~K30+273.241位于直线上,K30+273.241~K30+453.241位于缓和曲线上、K30+453.241~K30+805位于圆曲线上、纵坡为+2.0%~-1.32%;本段左线平面路线ZK29+535~ZK29+638.832位于圆曲线上、ZK29+638.832~ZK29+773.832位于缓和曲线上、ZK29+773.832~ZK30+451.224位于直线上,ZK30+451.2243~ZK30+631.224位于缓和曲线上、ZK30+631.224~ZK30+735位于圆曲线上、纵坡为+2.0%~-1.217%。
3)隧道洞口工程设计
根据隧道进出口地形和工程地质条件,结合开挖边仰坡的稳定性及洞口防排水需要,本着“早进晚出”的原则确定隧道洞门位置。
洞门型式主要考虑使用功能和地形的协调美观,并尽可能节省投资,洞门型式全部采用削竹式,并进行了必要的装饰。
洞口开挖永久边仰坡采用三维网植草、挂铁丝网喷播基材绿化护坡的绿化防护。
4)隧道衬砌结构设计
隧道在满足运营空间使用的情况下,充分考虑了围岩收敛变形和施工等必要的预留量,隧道内轮廓采用三心圆弧度。
衬砌结构均采用“新奥法”复合式衬砌。
隧道各类围岩支护设计参数见下表:
隧道各级围岩支护设计参数表
明洞
Ⅲ
Ⅳ-B
Ⅴ-B
Ⅴ-A(P)
超前导管φ42×4
长度(m)
4.5
4.5
间距(cm)
3.2*0.4
3.0*0.4
超前锚杆φ22
长度(m)
4.5
间距(cm)
3*0.4
超前管棚φ108×6
距洞口30m范围的Ⅴ-P采用φ108超前大管支护(环距40mm)
喷射砼厚度(cm)
10
23
24
24
药卷锚杆
直径(mm)
22
22
长度(m)
2.5
3
间距(m)
1.2*1.2
1.2*1
注浆锚杆
直径(mm)
25
25
长度(m)
3.5
3.5
间距(m)
1*0.8
1*0.6
钢筋网
直径(mm)
8
8
8
8
间距(cm)
25*25
25*25
20*20
15*15
钢拱架
型号
格栅
18工字钢
18(22)工字钢
间距(cm)
100
80
60
二次衬砌厚度(cm)
60
35
40
45
50
预留变形量(cm)
5
8
12
12
5)隧道防排水设计
隧道防排水设计原则是以排水为主,了排结合,综合治理。
采用防、截、堵、排相结合,形成完整的防排水体系,使隧道防水可靠,排水畅通,保证运营期间隧道内不渗不漏,达到基本干燥要求,保证结构的正常使用和行车安全。
防水措施:
明洞段采用粘土隔水层作为第一道防水措施防止地表水渗透,明洞衬砌外铺设无防土工布和HDPE自粘式防水板作为第二道防水措施。
暗洞在初期支护和二次衬砌间敷设无防土工布和HDPE自粘式防水板作为防水措施,防水板敷设范围为隧道拱顶至边墙下部引水管或中墙顶部;隧道沉降缝处设置背贴式止水带和橡胶止水带,施工缝处设置背贴式止水带和带注浆管遇水膨胀止水条进行止水。
二次模筑高性能砼采用抗渗等级不低于S8的防渗高性能砼。
参过以上多种措施重重防水,形成了完整的防水系统。
排水措施:
隧道路面两侧设置纵向开口式排水边沟,用于排除路面积水。
隧道路面下方设置φ500mm中心排水沟,排除衬砌背后积水。
设计采用φ50mm导水盲管将水引至于纵向排水管内,隧道底部采用横向φ100mm排水管将水引至中心排水沟内排出洞外。
隧道洞口边仰坡上方根据地形条件设截水沟,引地表水至路基边沟或洞门外侧自然沟谷。
以此形成完善的洞内外排水系统。
1.2工程环境特征
1.2.1地形地貌
隧道区属于中低山构造侵蚀—剥蚀地貌,隧址区海拔高程280~510m,相对高程约230m,地形起伏较大。
隧道进出口基岩被覆盖,地形较陡,坡度35°~45°,植被发育。
1.2.2工程地质
隧道隧址区属于广西山字型构造前弧东翼外侧,华夏构造带北缘,大瑶山褶皱束内,自古生代以来,经历了加里东、印支、燕山及喜马拉雅等多期构造运动,具相互改造,相互干扰,相互叠加的特征,断层和褶皱发育。
隧址K29+960处发育有一型断层,影响宽度3—5米,受断层影响,该处围岩破碎,涌水相对较大,施工时应加强该段的隧道支护,并做好防排水措施。
隧道进口段仰坡坡长较陡,自然角35°~45°,边坡上覆盖层粉质粘土,下伏基岩为全强风化石英砂夹岩,岩层产状90°∠25°,岩层产状与进口仰坡呈顺向坡,洞口仰坡岩体整体稳定性较差。
隧道右线围岩存在偏压,围岩稳定性差,施工后易形成边、仰坡失稳坍塌,施工采取切削坡体进行偏压衬砌。
隧道出口段仰坡坡度较缓,自然坡角25°~35°,边坡上覆盖层粉质粘土,下伏基岩为全强风化石英砂夹岩,岩层产状90°∠30°,岩层产状与进口仰坡呈反向坡,洞口仰坡岩体整体稳定性较差。
隧道左线偏压严重,围岩稳定性差,施工后易形成边、仰坡失稳坍塌,施工时采取切削坡体进行偏压衬砌。
隧道洞身围岩主要由强—中风化石英砂岩夹页组成。
围岩级别为Ⅵ—Ⅵ级,局部稳定性较差,开挖后不及时支护可能产生大的坍塌;岩体含软(页岩)夹层,对隧道开挖不利,施工过程中要加强支护。
地下水位位于洞顶以上,上台阶开挖后可能会出现淋雨、涌流状出水现象,雨季涌水量更大,在施工过程中要修建完善的防排水设施。
隧道洞身右线K30+640~K30+670、左线ZK30+625~ZK30+655段为裂隙发育区,附近围岩较破碎,施工中可能会发生突然涌水、掉块、坍塌等事故,在施工过程中加强该段隧道的支护、衬砌及防排水。
根据地质勘测及岩石力学实验结果本标段围岩类别划分结果见下表《围岩级别划分表》。
围岩级别划分表
围岩类别
隧道名称
Ⅴ级(m)
Ⅳ级(m)
Ⅲ级(m)
小计(m)
右线
389
855
0
1244
左线
358
870
0
1228
合计
747
1725
0
2472
各类围岩比例(%)
30.2
69.8
0
100
1.2.4气象水文
该区地处低纬度区,属亚热带季风气候。
春暖雨眠,夏季酷热,秋朗气爽,冬少冰雪,热量丰富,光照充足,无霜期长,没有严冬。
隧址区地表水主要为隧道进出口的山间沟谷流水,水量受大气降水影响。
隧址地下水分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类隙水二类,水量变化较大,均受大气降水影响。
1.3施工条件
1.3.1交通
本隧道位置地处较为偏僻,交通由321国道(岭脚镇至古龙镇段)进入大隆村道,将村道局部适当加宽并硬化作为施工便道。
1.3.2施工生产生活用水
当地水源丰富,据现场勘察可在附近打井取水供生产、生活用水。
1.3.3施工用电
施工用电由就近的高压电源“T”接口,引入施工现场变压站,然后供应生活、生产用电需要。
1.3.4施工场地
现场场地布置本着“因地制宜、便于管理、方便施工”的原则,并注意保护好施工场地周围的山体、河道、构筑物、林地等不任意拆除和损坏。
隧道进口右线(小里程方向160米左右)右侧地势较平坦,因此在右线右侧沿现有村道修建临时住房最合理。
二、总体施工布置
2.1施工组织机构
隧道施工队设队长一名、副队长、机电主管、技术负责人各一名。
下设五室,即工程技术室、安全质量室、计划财务室、设备物资室、办公室。
尖峰顶一号隧道施工队
施工组织机构图
队长
机电主管
副队长
技术主管
后勤
财务室
设物室
安质室
技术室
开挖班
路面班
杂工班
机电、焊工班
二衬班
支护班
运输班
2.2施工任务划分
根据本项目工程特点选派专业的隧道作业班组负责施工,具体施工任务划分见下表:
队伍
作业班组
施工范围
(里程)
施工任务
尖
峰
顶
一
号
隧
道
施
工
队
开挖作业班
K29+561~K30+805
ZK29+535~ZK30+763
隧道左右线开挖、锚杆、导管的施工
运输班
K29+561~K30+805
ZK29+535~ZK30+763
隧道左右线出碴、混凝土、半成品等的运输
支护作业班
K29+561~K30+805
ZK29+535~ZK30+763
隧道左右线初期支护的施工
二衬作业班
K29+561~K30+805
ZK29+535~ZK30+763
隧道左右线的二次衬砌工程的施工
机电、焊工班
K29+561~K30+805
ZK29+535~ZK30+763
负责机电及加工场
路面作业班
K29+561~K30+805
ZK29+535~ZK30+763
隧道左、右线洞内路面工程的施工
杂工班
K29+561~K30+805
ZK29+535~ZK30+763
尖峰顶一号隧道左、右线的文明施工、风袋维护、衬砌养护及其他杂活等
尖峰顶一号隧道作业队伍施工任务划分表
2.3总体、分项工程施工方案
2.31总体施工方案
1、施工总指导思想
1)充分发挥企业优势和特点:
在制定施工方案中,坚持科学组织,合理安排,均衡生产,确保高速度、高质量、高效益地完成本合同段的建设,实现施工组织的先进性和合理性。
2)采用先进的施工技术:
机械设备的选择和施工方法的选择做到满足进度、质量和安全的要求。
3)科学管理、严格施工工序:
由于地质条件复杂,坚持稳扎稳打,稳中求快的原则,科学管理,严格施工工序,充分利用我单位类似工程的施工经验和施工技术。
2、机械化设备配套方案
1)钻爆作业线:
左、右线出口两个工作面各采用多功能台架、光面控制爆破、非电毫秒雷管起爆。
2)装运作业线:
采用无轨运输方案,工作面采用侧卸式装载机装碴(斗容量2.5m3),15t自卸汽车出碴运输。
3)喷锚作业线:
每个工作面配备一台多功能作业台架、2台喷浆机同时喷砼,备用1台。
4)衬砌作业线:
搅拌站设砼自动计量拌合站生产砼,每个工作面采用1台12米自行可调式整体钢模板台车衬砌、1台60m3/h砼输送泵、4辆12m3砼运输车、泵送砼入模。
5)路面作业线:
砼路面混凝土通过砼自动计量拌合站生产砼,每个工作面配备3台砼运输车、1台砼摊铺机进行作业。
通过以上配备,实现钻爆、装运、喷锚、注浆、衬砌、路面等机械化作业线的有机配合,同时严格机械设备管、用、养、修制度,科学管理,达到优质快速施工的目的。
3、开挖方法的选择
根据不同的地质条件采用不同的开挖施工方法:
明洞采用明山拉槽开挖、就地模筑全断面整体式钢筋砼衬砌;暗洞Ⅴ级浅埋段采用环形预留核心土开挖法;Ⅳ、Ⅴ级深埋段采用台阶开挖法;Ⅲ级围岩采用全断面法开挖。
爆破采用光面爆破、预裂爆破或预留光爆层等多种爆破技术相结合。
4、初期支护及衬砌施工方法
洞碴清理完毕后组织人员找帮、找顶后,并立即初喷,然后快速安装钢架、锚杆(超前小导管)和钢筋网,最后复喷至设计厚度。
仰拱铺底、填充紧跟开挖面,防水板铺设采用无钉铺设技术,焊接采用自动行走式热合机进行焊接。
衬砌采用钢模板台车全断面施工。
砼由自动计量拌合站生产,泵送入模。
5、路面施工
砼路面由自动计量拌合站生产砼,砼运输车运到施工地点,摊铺机摊铺、捣固、整平,压纹机压纹,切缝机切缝。
6、辅助施工
1)隧道施工通风左线隧道、右线隧道各自采用独立的管道压入式通风。
2)尖峰顶一号隧道设计纵向坡度为人字坡,如不合理归流将严重影响洞内文明施工。
施工期间每300米设一排水泵站,掌子面设集水坑,配备潜水泵将掌子面杂散水流汇集到排水泵站,抽水机抽水,经Φ150排水管送至洞外污水处理池,经过处理后排放。
洞内排水采用人工引导自流式排向洞外。
3)尖峰顶一号隧道为长隧道,地质条件复杂,施工期间必须加强超前地质预报,对隧道开挖面前方围岩特性、软弱地层段、断层破碎带进行探测和预报,根据结果再决定是否超前水平钻孔探测,探测以上不良地质详细情况,据此采用不同的措施和合理的施工方法,保证施工正常进行,保证工程质量。
4)隧道洞口段围岩风化破碎,进洞前先做好洞口截排水系统、洞门边仰坡防护工程,进洞时采取强支护措施,及时施做二次衬砌,以保证初期支护安全、发挥二次衬砌的承载能力,安全通过洞口段。
5)制订详细的监控量测计划,由专职量测组严格组织实施,及时分析反馈信息,指导设计、施工,确保施工安全。
2.3.2各分项工程施工方案
本工程总体施工顺序为:
施工准备→测量放样→挖洞口及明洞土石(边开挖边支护)→洞身开挖→初期支护→仰拱铺底、中心水沟、填充片石混凝土→防水板铺设→二次衬砌(明洞及洞门)→沟槽→路面调平层→砼路面→退场恢复→竣工交验。
三、进度计划
3.1施工进度计划
1)施工准备
计划2014年3月1日至2014年5月1日完成,施工准备时间2个月。
2)洞口工程
包括洞口截排水设施、石方开挖、坡面防护。
计划2014年5月1日开工,2014年6月1日日完工,施工时间1个月。
3)开挖及初期支护
计划2014年6月1日进洞,2015年8月1日完成,施工时间14个月。
4)仰拱填充及铺底砼、边墙基础、中心水沟
计划2014年6月1日日开工,2015年8月1日完成,施工时间14个月。
仰拱填充及铺底砼施工紧跟开挖工作面,间距视围岩好坏控制在50~80m,其进度指标受开挖和初期支护施工进度控制。
5)二次衬砌
计划2014年7月10日开工,2015年9月10日完成,施工时间14个月。
考虑Ⅳ、Ⅴ级围岩较差,为保证开挖支护过后的施工安全,衬砌工作面与开挖工作面间距控制在60~90m,Ⅱ、Ⅲ级围岩衬砌工作面与开挖工作面间距控制在120~180m。
6)电缆沟槽
计划2015年8月1日开工,2015年11月1日完成,施工时间3个月。
7)路面工程
计划2015年11月1日开工,2015年12月1日完成,施工时间1个月。
8)装修工程
计划2015年12月1开工,2016年2月1完成,施工时间2个月。
9)设备安装及调试
计划2016年2月1开工,2016年3月1完成,施工时间1个月。
10)收尾阶段
主要完成本合同段内的场地清理、人员、设备、物资退场及工程竣工交验工作,计划在2016年3月1~2016年4月1完成,计1个月。
3.2、工作计划
2014年3月1日开始,至2016年4月1日完成,施工时间24个月。
3.3、主要项目进度指标
工作循环时间及主要项目进度计划指标根据我队的施工水平、施工经验和已完工程施工进度类比,结合本标段的具体施工条件、工程内容,根据资源配置情况,综合考虑工程施工的相关影响因素,以满足甲方要求的进度及工期目标。
3.3.1、隧道开挖支护工作循环时间计算及进度指标
3.3.1.1、隧道开挖单循环进尺
项目
围岩级别
单循环进尺(m)
备注
隧
道
主
洞
Ⅴ-A
0.6
环形预留核心土开挖法;
Ⅴ-B
1.6
上、下台阶开挖法
Ⅳ-B
2.0
上、下台阶开挖法
Ⅲ
3.0
全断面开挖
人行
横洞
Ⅳ、Ⅲ
1~2
因断面较小,采用全断面开挖
本标段隧道开挖单循环进尺见表3-3-1。
表3-3-1隧道开挖单循环进尺表
3.3.1.2、隧道单循环开挖支护作业时间
隧道开挖支护作业循环时间见表3-3-2。
表3-3-2隧道开挖支护循环作业时间表
项目
施工方法
围岩
级别
循环作业时间(分钟)
超前地质预报及测量
超前
支护
钻孔
装药
爆破
通风
找顶
出碴
初期
支护
合计
左
右
线
隧
道
环形预留核心土开挖法
Ⅴ-A
20
120
60
30
20
60
150
460
上、下台阶开挖法
V-B
30
120
120
30
30
120
200
650
上、下台阶开挖法
Ⅳ-B
30
120
150
30
30
140
180
690
全断面开挖
Ⅲ
30
\
200
40
30
180
80
560
3.3.1.3、隧道开挖支护进度指标
Ⅴ级围岩浅埋段环形预留核心土开挖法进度指标为:
43200分钟/月
×0.6m/循环=56m/月;
460分钟/循环
Ⅴ级围岩上、下台阶开挖法进度指标为:
43200分钟/月
×1.6m/循环=106m/月;
650分钟/循环
Ⅳ级围岩上下台阶开挖法进度指标:
43200分钟/月
×2.0m/循环≈125m/月;
690分钟/循环
Ⅲ级围岩全断面开挖进度指标为:
43200分钟/月
×3m/循环≈231m/月。
560分钟/循环
考虑施工干扰及相关影响因素,拟定本工程尖峰顶一号隧道开挖支护月进度指标见表3-3-3。
表3-3-3隧道开挖施工进度指标
围岩级别
计划指标
(m/月)
备注
Ⅴq级
50
环形预留核心土开挖法
Ⅴ级
90
上、下台阶开挖法
Ⅳ级
110
上下台阶开挖法
Ⅲ级
200
全断面开挖
3.3.2、隧道衬砌工作循环时间计算及进度指标
(1)隧道衬砌循环作业时间
隧道衬砌循环作业时间见表3-3-4。
表3-3-4隧道衬砌循环时间表
序号
项目
时间(h)
备注
1
台车就位
2
2
涂脱模剂
2
3
立挡头板,安止水带
2
4
浇注砼
10
对称浇注
5
养生
14
砼强度达到设计要求后拆模
6
脱模、清理
3
7
合计
33
(2)隧道衬砌进度指标
720小时/月
×12m/循环≈261m/月;
33小时/循环
根据监控量测结果合理安排进行衬砌,考虑施工干扰等影响因素,二次衬砌进度指标为180m/月。
3.4本项目关键线路分析
本项目主体工程是尖峰顶一号隧道左右线施工。
尖峰顶一号隧道长度分别为1244米、1228米,两隧道接近平行布置,间距约30米左右。
尖峰顶一号隧道洞口段埋深较浅,从隧道施工安全考虑,将左右线前后错开施工,因此将左线隧道开挖作为主攻方向,确保左右线施工安全。
关键线路分析如下图:
左线隧道开挖→右线隧道开挖→左线二次衬砌→右线二次衬砌→左线路面施工→右线路面施工→收尾阶段→交工验收→竣工→退场
四、工期保证与控制措施
4.1、组织保证
⑴建立以队长、副队长、技术负责人、机电负责人为首的管理体系,决策重大施工问题,确定重大施工方案,分析施工进度,当实际施工进度落后计划要求时,提出加快进度的措施。
⑵建立健全岗位责任制,施工人员定岗定责,严格技术标准、工艺措施,严明施工纪律,按施工计划要求施工。
⑶现场管理技术人员共同研究,制定严密、科学、经济、实用、合理的施工方案和方法,充分依靠科技,开展科技攻关活动,优化施工方案,为加快施工进度、保证工期提供技术保障。
⑷加强施工现场的协调和指挥,保证工序间紧密衔接,下道工序的准备时间在上道工序结束前完成,以减少工序准备时间,将各工作面的相互干扰降到最低程度。
4.2、计划控制
⑴认真做好工程的统筹、网络计划工作,科学组织、合理安排、均衡生产。
牢牢抓住关键工序的管理与控制,控制循环作业时间,减少工序交接时间,提高施工效率。
利用网络技术进行管理,分析计划完成情况,合理配置资源;分析、处理施工数据,结合有关资料和外部信息,作出决策依据,以实现施工管理的科学化。
⑵加强超前地质预测预报工作,以便在不良地质地段施工前制定出相应具体的对策和措施,避免延误施工时间。
⑶严格履行合同,科学合理地制定总体施工进度计划,分解至年、季、月、周、日,并落实到各责任人和责任单位。
⑷建立和完善竞争激励机制,将计划完成率与责任人的经济利益挂钩,及时兑现奖罚,充分调动全员的积极性和创造性。
4.3、技术措施
⑴精心安排,强化管理,在深入调查、理解透设计意图的基础上,编制实施性施工组织设计,分级负责,认真实施,并在实践中不断优化,施组的实现关键在于强化管理,要高起点、高质量、严要求。
⑵施工准备期抓“两短一快”,即进场时间短、准备时间短、尽快形成生产能力。
施工过程中狠抓施工的程序化、标准化作业,通过合理的组织与正确的施工方法,尽快形成生产能力,提高施工进度,保持稳产高产。
⑶充分应用网络技术,科学组织施工,根据施工情况的变化,及时分析控制工期的关键线路,全面调整工、料、机、财的配置,确保分项、分部工程按计划完成。
⑷根据施工总进度的要求,分别编制年、季、月、旬、周施工生产计划,实施并对照检查,找差距,找原因,完善管理,促进施工。
⑸认真做好工程的统筹、网络计划工作,科学组织、合理安排、均衡生产。
优化施工方案,提高施工进度。
⑹在软弱破碎围岩、富水地段、煤层等不良地质地段,鉴于超前支护及注浆的时间较长,为加快进度,配备经验丰富的人员及
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